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Expedition 301 Juan de Fuca Hydrogeology

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テーマ:

ファン・デ・フーカ海嶺東翼部の玄武岩質海洋地殻の水理地質学的構造

 

航海期間:

2004/6/27〜8/21

 

掘削船:

JOIDES Resolution号(USIO)

 

乗船研究者

日本から参加した乗船研究者 *所属は当時

浦辺徹郎  (東京大学) Co-Chief Scientist
後藤秀作  (京都大学) Physical Properties Specialist
稲垣史生  (海洋研究開発機構) Microbiologist
清川昌一  (九州大学) Sedimentologist
中川 聡  (京都大学) Microbiologist
野口拓郎  (琉球大学) Inorganic Geochemist
坂口真澄  (高知大学) Igneous and Metamorphic Petrologist


他国から参加した乗船研究者:

Andrew T. Fisher(共同主席研究者)、Adam Klaus、Gerardo J. Iturrino、Anne C.M. Bartetzko、Keir Becker、Rosalind Coggon、Marion Dumont、Bert Engelen、Lisa Hawkins、Verena Heuer、Samuel Mark Hulme、Michael Hutnak、Mark Alexander Lever、Mark Edward Nielsen、William W. Sager、Bjorn Olav Steinsbu、Charles Geoffrey Wheat、辻 健


掘削エリアと掘削地点

301area

掘削エリア    (C) IODP-USIO 

301sites

掘削地点の詳細(クリックして拡大)


航海概要

一般に、中央海嶺においては、割れ目中に進入してきた海水がマグマの熱により熱せられ、地殻中を循環することが知られており、300℃を越える熱水が噴出するブラック・スモーカーなどの海底熱水活動が見られる。また、中央海嶺の各部を見てみると、中央部よりも幅数百キロメートルに及ぶ翼部の方が、放出される熱の量が3倍程度大きく、さらに物質の流量は10倍程度多いことが知られているが、この海嶺翼部の熱水循環については、実態がほとんど分かっていない。

ファン・デ・フーカ海嶺(Juan de Fuca Ridge)は、太平洋北東部、バンクーバー沖に発達する中央海嶺で、ここで太平洋の海洋地殻が生成され、年間速度4cm程度で拡大している。この海域では海底の玄武岩地殻の高まりから数十度の熱水が湧出していることが知られており、以前の掘削で40-70℃の熱水が玄武岩地殻の中を通過していることが知られていた。そこで再度、この海域(別添図1参照)において、水深約2,600mの海底下を最大で約860m掘削し、複数の掘削孔内に地下水の流量を観測する装置(※コーク)をとりつけて、海洋地殻内の熱水の大規模な循環と熱水中に生息が予想される地殻内微生物を調べる。

 

※コーク(CORK)

コークとは海底下の地下水の流動を調べるため掘削孔に設置する長期観測装置で、オスモサンプラーと呼ばれる、浸透圧の差を利用して毛細管の中に熱水を吸い込む採水器が設置されている。この中に時系列で熱水を取り、熱水の化学組成がどのように変化するかを調べることができる。このオスモサンプラーは、数ヶ月後に無人潜水艇により回収される予定。


CORK

コーク(CORK)の概念図(クリックして拡大)

IODP Publications

発表年 著者 タイトル 出版物 巻・号 ページ
2005 Fisher, A.T., Urabe, T., Klaus, A., and the IODP Expedition 301 Scientists IODP Expedition 301 Installs Three Borehole Crustal Observatories, Prepares for Three-Dimensional, Cross-Hole Experiments in the Northeastern Pacific Ocean Scientific Drilling no. 1 6-11
Fisher, A.T., Urabe, T., Klaus, A., and the Expedition 301 Scientists Juan de Fuca Hydrogeology Covering Expedition 301 of the riserless drilling platform from and to Astoria, Oregon (USA) Proceedings of the IODP こちら
2004 Expedition 301 Shipboard Scientific Party The hydrogeologic architecture of basaltic oceanic crust: compartmentalization, anisotropy, microbiology, and crustal-scale properties on the eastern flank of Juan de Fuca Ridge, eastern Pacific Ocean IODP Preliminary Report こちら
Fisher, A.T., Urabe, T., Klaus, A., and the Expedition 301 Project Team Intefrated Ocean Drilling Program Expedition 301 Scientific Prospectus Juan de Fuca Hydrogeology IODP Scientific Prospectus こちら

 

学術雑誌・紀要・その他出版物

発表年 著者 タイトル 出版物 巻・号 ページ
2008 Goto, S. and Matsubayashi, O. Inversion of needle-probe data for sediment thermal properties
of the eastern flank of the Juan de Fuca Ridge
Journal of Geophysical Research -Solid Earth 113 B08105, doi:10.1029/2007 JB005119
Engelen, B., Ziegelmuller, K., Wolf, L., Kopke, B., Gittel, A., Treude, T., Nakagawa, S., Inagaki, F., Lever, M.A., Steinsbu, B.O., and Cypionka, H. Fluids from the oceanic crust support microbial activities within the deep biosphere Geomicrobiology Journal 25 56-66
Tsuji, T. and Iturrino, G.J. Velocity-porosity relationships in oceanic basalt from eastern flank of the Juan de Fuca Ridge: the effect of crack closure on seismic velocity Exploration Geophysicists 39 41-51
Lipp, J.S., Morono, Y., Inagaki, F., and Hinrichs, K.-U. Significant contribution of Archaea to extant biomass in marine subsurface sediments Nature 454 991-994
2006 Lever, M.A., Alperin, M., Engelen, B., Inagaki, F., Nakagawa, S., Steinsbu, B.O., Teske, A., and IODP Expedition 301 Scientists Trends in basalt and sediment core contamination during IODP Expedition 301 Geomicrobiological Journal 23 517-530
Nakagawa, S., Inagaki, F., Suzuki, Y., Steinsbu, B.O., Lever, M.A., Takai, K., Engelen, B., Sako, Y., Wheat, C.G., Horikoshi, K., and Integrated Ocean Drilling Program Expedition 301 Scientists Microbial community in black rust exposed to hot ridge-flank crustal fluids Applied and Environmental Microbiology 72 6789?6799
2005 Coggon, R., and Expedition 301 Shipboard Scientific Party Expedition 301: The hydrogeologic architecture of basaltic oceanic crust on the eastern flank of Juan de Fuca Ridge UK-IODP Newsletter no. 30 4-6

 

学会・シンポジウム発表

発表年 発表者 タイトル 学会 場所
2007 後藤秀作・松林 修 ファンデフカ海嶺東麓の海底堆積物の熱物性 日本地球惑星科学連合2007年大会 幕張メッセ、千葉
2006 Goto, S. and Matsubayashi, O. Thermal properties of marine sediments recovered from eastern flank of the Juan de Fuca Ridge AGU San Francisco, USA
稲垣史夫中川 聡 IODP Exp. 301海底下生命圏研究速報 第1回IODP成果報告会 東京大学海洋研究所
清川昌一 ファンデフーカ海嶺東翼の地質(1)堆積物とその起源 第1回IODP成果報告会 東京大学海洋研究所
浦辺徹郎 IODP Exp. 301航海の成果と2nd Post-Cruise Meeting報告 第1回IODP成果報告会 東京大学海洋研究所
坂口真澄 ファンデフーカ海嶺東翼の地質(2)玄武岩の熱水変質作用 第1回IODP成果報告会 東京大学海洋研究所
辻 健 Physical properties of the eastern flank of the Juan de Fuca Ridge: Insight from discrete sample measurement and downhole logging 第1回IODP成果報告会 東京大学海洋研究所
2005 Bartetzko, A.C., Iturrino, G.J., Tsuji, T., and Fisher, A.T. Volcanic architecture and hydrogeology at the Juan de Fuca Ridge -first results from downhole logging in Hole U1301B (IODP Expedition 301) AGU San Francisco, USA
Engelen, B., Wolf, L., Cypionka, H., and the IODP Expedition 301 Scientific Party Microbial activities along the sediment column of the Juan de Fuca ridge (IODP Site 1301) Joint Inter. Sympo. for Subsurface Microbiol. (ISSM2005) and Environ. Biogeochem. (ISEB XVII) Wyoming, USA
Fisher, A.T., Wheat, C.G., Becker, K., Davis, E., Jannasch, H., Hulme, S., Nielsen, M., Schroeder, D., Dixon, R., Urabe, T., Klaus, A., Pettigrew, T., Macdonald, R., Meldrum, R., Fisk, M., Cowen, J., Bach, W., and Expedition 301 Scientific Party A Three- Dimensional Subseafloor Observatory Network for Cross-Hole, Hydrogeologic Experiments Established in the Northeast Pacific Ocean AGU San Francisco, USA
後藤秀作浦辺徹郎,IODP Exp. 301 乗船研究者一同 Physical properties of basalt samples recovered from eastern flank of Juan de Fuca Ridge: results from IODP Expedition 301 地球惑星科学関連学会2005年合同大会 幕張メッセ、千葉
Hawkins, L.K., Housen, B.A., Sager, W.W., and IODP Expedition 301 Scientific Party Undergraduate Student Research with the Integrated Ocean Drilling Program on Expedition 301 AGU San Francisco, USA
Kiyokawa, S., Sakaguchi, M., Urabe, T., and Expedition 301 Shipboard Scientific Party Sea Floor fracture and hydrothermal vein system in the Juan de Fuca ridge: IODP Expedition 301 地球惑星科学関連学会2005年合同大会 幕張メッセ、千葉
Nakagawa, S., Inagaki, F., Suzuki, Y., Takai, K., and Horikoshi, K. Unique thermophiles supported by the ocean crustal fluids existing from a borehole in the eastern flank of Juan de Fuca Ridge AGU San Francisco, USA
Sakaguchi, M., Coggon, R., Kiyokawa, S., Urabe, T., and IODP Expedition 301 Shipboard Scientific Party Hydrothermal alteration in the eastern flank of Juan de Fuca ridge, IODP Expedition 301 地球惑星科学関連学会2005年合同大会 幕張メッセ、千葉
Sakaguchi, M., Kiyokawa, S., and Ishizuka. H. Hydrothermal alteration and bulk rock chemistry of basaltic rocks in the eastern flank of Juan de Fuca Ridge, IODP Expedition 301 AGU San Francisco, USA
Tsujii, T., Iturrino, G.J., Kono, F., Saeki, T.,Tokuyama, H., and IODP Expedition 301 Scientific Party Acoustic properties from discrete measurements and downhole logging of Eastern Flank of the Juan de Fuca Ridge (IODP Exp.301) 地球惑星科学関連学会2005年合同大会 幕張メッセ、千葉
Urabe, T., Inagaki, F., Kiyokawa, S., Goto, S., Sakaguchi, M., Tsuji, T., Nakagawa, S., Noguchi, T., Sugihara, T. IODP Expedition 301 Juan de Fuca Hydrogeology: Hydrothermal circulation and the biosphere within the oceanic crust. 地球惑星科学関連学会2005年合同大会 幕張メッセ、千葉

航海以外での会合など

第1回ポストクルーズミーティング 2005/3/1〜3/3  @テキサスA&M大学、USA

第2回ポストクルーズミーティング 2006/5/9〜5/11 @フェアバンクス、USA

 

 

プレスリリース

文部科学省発表

高知大学発表

JAMSTEC発表

 

 

新聞記事

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